Android自定义View基础——View的工作原理

在了解View工作原理之前，需要先了解一些基础概念：

Activity层次图.png

DecorView：顶层视图，将要显示的具体内容呈现在PhoneWindow上，是当前Activity所有View的根节点。
ViewRootImpl：连接WindowManager和DecorView的纽带，View的绘制流程正是从通过ViewRootImpl来完成的。

（图片来源自：Android窗口机制）

一、View的绘制流程是从哪里开始

这可能得从Android的启动过程说起，但是此处不深究Android的启动过程，只是抽丝剥茧的取出其中与View的绘制过程关系较为直接的来说：
当Activity初始化Window和将布局添加到DecorView之后，ActivityThread类会调用handleResumeActivity会通过WindowManager将DecorView视图添加到窗口上，大致调用过程为：

ActivityThread.handleResumeActivity()
| WindowManager.addView()
|| WindowManagerGlobal.addView()
||| ViewRootImpl.setView() -> requestLayout()  -> scheduleTraversals()
|||| TraversalRunnable.run() -> ViewRootImpl.doTraversal()
||||| ViewRootImpl.performTraversals()

关键点就是ViewRootImpl.performTraversals()，展开一看究竟

private void performTraversals(){
    ......
    performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    ......
    performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
    ......
    performDraw();
    ......
}

从上面的代码可以看出，performTraversals()依次调用了performMeasure、performLayout 和 performDraw方法，正是测量、布局、绘制。所以，View的绘制流程是从ViewRootImpl的performTraversals开始的。
performMeasure()会调用顶级View的measure()方法，measure又去调用onMeasure()，onMeasure中会对所有子元素进行measure过程；接着子元素会重复父容器的measure过程，如此反复至完成整个View树的遍历。layout和draw同理。

View绘制流程.png

二、View绘制流程之measure

1. 理解MeasureSpec

在搞清楚measure过程之前，得先明白MeasureSpec的概念，因为在measure过程中，MeasureSpec将会贯穿其中。

MeasureSpec是一个32位int值，高2位是SpecMode(测量模式)，低30位代表SpecSize(某种测量模式下的规格大小)

SpecMode的3种模式：

UNSPECIFIED：父容器不对View有任何限制，要多大给多大，这种情况一般用于系统内部。
EXACTLY(精确模式)：父容器已测出View所需要的精确大小，View的尺寸就是父容器给的确切值。对应LyaoutParams中的match_parent或具体数值。
AT_MOST(最大模式)：父容器给出可用大小，View的大小不能超过该值，具体要看View的具体实现。对应LayoutParams中的wrap_content。

普通View的MeasureSpec的创建规则对照表：

parentSpecMode / chlidLayoutParams	EXACTLY	AT_MOST	UNSPECIFIED
dp/px	EXACTLY childSize	EXACTLY childSize	EXACTLY childSize
match_parent	EXACTLY parentSize	AT_MOST parentSize	UNSPECIFIED 0
wrap_content	AT_MOST parentSize	AT_MOST parentSize	UNSPECIFIED 0

其中竖列为chlidLayoutParams，横为parentSpecMode。
表格的推演由来，可参考：ViewGrop.getChildMeasureSpec()

2. measure过程

measure过程由measure完成，measure是final方法，不能被重写，所以重点看里面调用的onMeasure。容器类型的View，需要先测量子View。

单个View的测量：

    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        // 设置宽高的测量值        
        setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
                getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
    }

    public static int getDefaultSize(int size, int measureSpec) {
        int result = size;
        int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
        int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);

        switch (specMode) {
        case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
            result = size;
            break;
        // AT_MOST & EXACTLY的返回值是一样的
        case MeasureSpec.AT_MOST:
        case MeasureSpec.EXACTLY:
            result = specSize;
            break;
        }
        return result;
    }

从getDefaultSize可以看出，默认AT_MOST和EXACTLY的返回值是一样的，所以直接继承View的控件需要重写onMeasure设置specMode=wrap_content时的大小，不然wrap_content效果=match_parent。

ViewGroup测量：

ViewGroup除了测量自身，还需要去调用所有子元素的measure方法来测量子元素，子元素在递归去执行该过程。

ViewGroup提供了measureChildren方法：

    protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        final int size = mChildrenCount;
        final View[] children = mChildren;
        for (int i = 0; i < size; ++i) {
            final View child = children[i];
            if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {
                measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
            }
        }
    }

    protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,
            int parentHeightMeasureSpec) {
        final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();

        final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
                mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);
        final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
                mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);
        // 调用子View的 measure方法
        child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    }

在measure时，遍历所有子元素，调用子元素的measure方法。虽然ViewGroup的子类容器布局不一定使用measureChildren方法，但是主要逻辑是一样的，都是遍历子View进行测量。

三、View绘制流程之layout

layout的作用是用来确定容器自身以及子元素的位置，首先调用layout()确定自身位置，layout中又会调用onLayout来确定子元素位置。

来一张图看layout的流程：

layout过程.png

四、View绘制流程之draw

draw作用是将View绘制到屏幕上。

绘制顺序如下：

绘制背景：background.draw(canvas)
绘制自己：onDraw(canvas)
绘制children：dispatchDraw(canvas)
绘制装饰：onDrawScrollBars(canvas)

子View的绘制是通过dispatchDraw方法来往下传递的，它会遍历调用所有子元素的draw方法，所有都绘制完成后，在执行自身的onDrawScrollBars。

    protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
        ......
        for (int i = 0; i < childrenCount; i++) {
            while (transientIndex >= 0 && mTransientIndices.get(transientIndex) == i) {
                final View transientChild = mTransientViews.get(transientIndex);
                if ((transientChild.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE ||
                        transientChild.getAnimation() != null) {
                    // 调用 child.draw方法
                    more |= drawChild(canvas, transientChild, drawingTime);
                }
                ......
    }